0緒論1測試系統(tǒng)(汽車試驗(yàn)學(xué))

1、第一章概概論一.測試試技術(shù)測試技術(shù)術(shù)是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)科學(xué)的的一部分分，主要要研究各各種物理理量的測測量原理理和測量量信號(hào)的的分析處處理方法法。以確定被被測參數(shù)數(shù)之值為為目的的的一系列列操作叫叫測試，與之對對應(yīng)的技技術(shù)叫測測試技術(shù)術(shù)例1：測測量黑板板的面積積，先要要測量長長寬再求求積，這這一系列列操作均均為確定定被測黑黑板面積積的值，與之對對應(yīng)的技技術(shù)叫測測試技術(shù)術(shù).例二測量量爐溫之之值為了測量量爐溫，要先安安裝傳感感器、放放大器、A/D轉(zhuǎn)換器器，計(jì)算算機(jī)顯示示器、記記錄器，這一系系列操作作均為確確定爐溫溫之值，與之對對應(yīng)的技技術(shù)叫測測試技術(shù)術(shù)爐傳感器放大器記錄A/D顯示計(jì)算機(jī)簡單的測測試系統(tǒng)統(tǒng)可以只只

2、有一個(gè)個(gè)模塊，如下圖圖所示的的玻璃管管溫度計(jì)計(jì)。中間沒有有電量的的轉(zhuǎn)換和和分析處處理電路路，很簡簡單，但測量精精度底，同時(shí)也也很難實(shí)實(shí)現(xiàn)測量量自動(dòng)化化。為提高測測量精度度、增加加信號(hào)傳傳輸、處處理、存存儲(chǔ)、顯顯示的靈靈活性和和提高測測試系統(tǒng)統(tǒng)的自動(dòng)動(dòng)化程度度，以利利于和其其它控制制環(huán)節(jié)一一起構(gòu)成成自動(dòng)化化測控系系統(tǒng)，在在測試中中通常先先將被測測對象輸輸出的物物理量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電電量，然然后再根根據(jù)需要要對變換換后的電電信號(hào)進(jìn)進(jìn)行處理理，最后后以適當(dāng)當(dāng)?shù)男问绞斤@示、輸出。測試系統(tǒng)統(tǒng)一般由由傳感器器、中間間變換裝裝置和顯顯示記錄錄裝置組組成。二.測試試技術(shù)的的應(yīng)用產(chǎn)品質(zhì)量量測量汽車、機(jī)機(jī)床等設(shè)設(shè)備和電

3、電機(jī)、發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)等等零部件件出廠時(shí)時(shí)，必須須對其性性能質(zhì)量量進(jìn)行測測量和出出廠檢驗(yàn)驗(yàn)汽車制造造廠發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)測試試系統(tǒng)原原理，發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)測測量參數(shù)數(shù)包括潤潤滑油溫溫度、冷冷卻水溫溫度、潤潤滑油壓壓力、燃燃油壓力力以及每每分鐘的的轉(zhuǎn)速等等。.設(shè)備運(yùn)行行狀態(tài)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)某火力發(fā)發(fā)電廠30MW汽輪發(fā)發(fā)電機(jī)組組的計(jì)算算機(jī)設(shè)備備運(yùn)行狀狀態(tài)監(jiān)測測系統(tǒng)原原理框圖圖。家電產(chǎn)品品全自動(dòng)洗洗衣機(jī)中中的滾筒筒液面高高度自動(dòng)動(dòng)檢測測試技術(shù)術(shù)在軍事事上的運(yùn)運(yùn)用機(jī)載雷達(dá)達(dá)聲納二戰(zhàn)初期期，德國國人憑借借潛艇優(yōu)優(yōu)勢，擊擊沉英美美大量運(yùn)輸船只只、軍艦艦，但隨隨著聲納納技術(shù)的的出現(xiàn)，潛艇的優(yōu)勢逐逐漸消失失，最后后被消滅滅可以毫不不夸張的

4、的說一個(gè)個(gè)國家測測試水平平的高低低，決定著該國國軍事實(shí)實(shí)力的強(qiáng)強(qiáng)弱地質(zhì)方面面的運(yùn)用用地震法探探油測震儀油田炸藥醫(yī)學(xué)方面面聽診器、血壓計(jì)計(jì)、溫度度表、X光機(jī)、B超、心電圖圖、腦電電圖、CT、各各種生化化分析儀儀器都是是測試技技術(shù)在醫(yī)醫(yī)學(xué)方面面的應(yīng)用用，由于于這些設(shè)設(shè)備的應(yīng)應(yīng)用提高高了確診診率，給給病人帶帶來福音音.總之，可可以說沒沒有測試試就沒有有科學(xué)，科學(xué)就就是禾加加斗組成成的，禾禾是谷子子斗是量量具，意意為用量量具測量量谷子叫叫測量.第二章測測試裝置置的技術(shù)術(shù)特性第一節(jié)測測試的基基本概念念一、測試試系統(tǒng)的的組成測試的基基本任務(wù)務(wù)是獲取取有用的的信息。信息是蘊(yùn)蘊(yùn)涵在某某些隨時(shí)時(shí)間或空空間變化化

5、的物理理量。信號(hào)就其其具體的的物理性性質(zhì)而言言，有位位移信號(hào)號(hào)、速度度信號(hào)、加速度度信號(hào)、力信號(hào)號(hào)、光信信號(hào)和電電信號(hào)等等 。測試技術(shù)術(shù)中將信信號(hào)統(tǒng)一一抽象為為時(shí)間的的函數(shù)。測試系統(tǒng)統(tǒng)的組成成框圖傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器記錄器數(shù)據(jù)處理及其外圍設(shè)備被測非電量定度設(shè)備校準(zhǔn)設(shè)備傳感器：將其輸輸入的被被測非電電物理量量轉(zhuǎn)換成成電信號(hào)號(hào)。信號(hào)調(diào)節(jié)節(jié)器：將電信號(hào)號(hào)變換成成傳輸不不失真且且便于記記錄、處處理的電電信號(hào)。如信號(hào)號(hào)源的阻阻抗變換換，信號(hào)號(hào)的放大大、衰減減與波形形變換，信號(hào)濾濾波，多多路信號(hào)號(hào)切換等等。顯示和記記錄器：記錄或顯顯示信號(hào)號(hào)調(diào)節(jié)器器輸出的的信號(hào)。顯示必必要的數(shù)數(shù)據(jù)變化化圖形，供直接接觀察分分析

6、，或或?qū)⑵溆浻涗洷４娲?，供后后續(xù)儀器器分析、處理。數(shù)據(jù)處理理器：將記錄的的信號(hào)按按測試目目的與要要求提取取其有用用信息，通過專專用計(jì)算算機(jī)進(jìn)行行分析、處理，如概率率統(tǒng)計(jì)分分析、相相關(guān)分析析、功率率譜分析析和傳遞遞特性分分析等。定度與校校準(zhǔn)設(shè)備備：是測試系系統(tǒng)的附附加設(shè)備備。測試前前要對傳傳感器及及測試系系統(tǒng)確定定其輸入入與輸出出物理量量轉(zhuǎn)換關(guān)關(guān)系的定定度曲線線，并根根據(jù)種較較高準(zhǔn)確確度的參參考儀器器進(jìn)行校校準(zhǔn)，確確定整個(gè)個(gè)測試系系統(tǒng)的精精度。二、對測測試系統(tǒng)統(tǒng)的要求求及其主主要特性性基本要求求：系統(tǒng)具具有單值的、確定的輸入輸出關(guān)關(guān)系，其其中以輸輸出和輸輸入呈線性關(guān)系系為最佳。xy線性xy線性x

7、y非線性單向系統(tǒng)統(tǒng)：測試系系統(tǒng)對被被測量的的反作用用影響可可以忽略略。（非非接觸式式測試能能滿足要要求）。(例如：電流測測量）線性系統(tǒng)統(tǒng)：即輸出出與輸入入是線性性關(guān)系。（實(shí)際測試試系統(tǒng)不可能在在較大工工作范圍圍內(nèi)保持持線性）靜態(tài)特性性：被測試試量不隨隨時(shí)間變變化或變變化很緩緩慢時(shí)，測試系系統(tǒng)的輸輸入輸出關(guān)關(guān)系。動(dòng)態(tài)特性性：被測試試量隨時(shí)時(shí)間變化化時(shí)，測測試系統(tǒng)統(tǒng)的輸入入輸輸出關(guān)系系。基本特性性信號(hào)的構(gòu)構(gòu)成及分分解構(gòu)成測試工作作研究的的對象是是信號(hào)，了解構(gòu)構(gòu)成信號(hào)號(hào)的基本本元素對對于了解解信號(hào)的的性質(zhì)是是十分重重要的。就像了了解物質(zhì)質(zhì)的元素素、種類類及含量量對于了了解物質(zhì)質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)至關(guān)重重要一樣

8、樣水是由碳碳和氫兩兩種元素素構(gòu)成的的，食鹽鹽是由鈉鈉和氯兩兩種元素素構(gòu)成的的，生石石灰是由由鈣和氧氧兩種元元素構(gòu)成成的等等等。知道道了構(gòu)成成某一物物質(zhì)的元元素及含含量就可可以知道道該物質(zhì)質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)，因此此，工業(yè)業(yè)上常采采用化學(xué)學(xué)分析的的手段來來了解物物質(zhì)的成成分，指指導(dǎo)工業(yè)業(yè)生產(chǎn)。信號(hào)是否否也是由由基本元元素構(gòu)成成的呢？信號(hào)的基基本元素素是正弦信號(hào)號(hào)。ASin其中中A代表表含量, 代代表元素素種類，即一種種頻率的的正弦信信號(hào)，代代表一種種元素素，可見見信號(hào)的的元素種種類是無無限的信號(hào)的分分解周期信號(hào)號(hào)的分解解（傅里里葉級(jí)數(shù)數(shù)）對于周期期信號(hào)只只要符合合狄氏條條件，就就可以用用傅里葉級(jí)級(jí)數(shù)分解解

9、成正弦弦信號(hào)。例,周周期方波波-TT t在區(qū)間的的函函數(shù)用傅里葉葉級(jí)數(shù)展展開后以頻率f為橫坐坐標(biāo)，以以正弦函函數(shù)的幅幅值為縱縱坐標(biāo)，繪出的的頻譜圖圖為:由該圖可可知周期函數(shù)數(shù)的頻譜譜是離散散的;任給一頻頻率，小小于等于于該頻率率的的正正弦函數(shù)數(shù)的個(gè)數(shù)數(shù)是有限限的;與頻率對對應(yīng)的縱縱坐標(biāo)是是正弦函函數(shù)的幅幅值.非周期函函數(shù)的分分解（傅傅氏變換換）對上式進(jìn)進(jìn)行傅里里葉變換換x(f)fX(t) T-T 0 h由頻譜圖圖可知:非周期函函數(shù)的頻頻譜是連連續(xù)的;任給一頻頻率區(qū)間間f1,f2，頻率率在該區(qū)區(qū)間的正正弦信號(hào)號(hào)的個(gè)數(shù)數(shù)是無窮窮的;隨機(jī)信號(hào)號(hào)可作為為非周期期函數(shù)處處理.周期信號(hào)號(hào)與非周周期信號(hào)號(hào)頻

10、譜的的比較周期信號(hào)號(hào)的頻譜譜相當(dāng)于于力學(xué)中中的集中中載荷，非周期期信號(hào)的的頻譜相相當(dāng)于力力學(xué)中的的分布載載荷.系統(tǒng)，輸入和輸輸出工程測試試問題：處理輸輸入量或或被測量量x(t)、系統(tǒng)統(tǒng)的傳輸輸或轉(zhuǎn)換換特性h(t)和輸出出量y(t)三者之之間的關(guān)關(guān)系已知系統(tǒng)統(tǒng)特性H，通過過觀察分分析輸出出信號(hào)Y，推斷斷其相應(yīng)應(yīng)的輸入入信號(hào)或或被測量量X，即即測量已知輸入入信號(hào)X，通過過觀察分分析輸出出信號(hào)Y，推斷斷其系統(tǒng)統(tǒng)特性H，即系系統(tǒng)或儀儀器的定度過程程已知輸入入信號(hào)X和系統(tǒng)統(tǒng)特性H，可以以推斷和和估計(jì)出出系統(tǒng)的的輸出量量，此為為輸出信號(hào)號(hào)預(yù)測。x(t)h(t)y(t)測試裝置置的基本本特性三者之間間的關(guān)系

11、系是唯一一的，知知道任意意兩者，可求第第三者;測試的目目的是通通過系統(tǒng)統(tǒng)的輸出出y（t）確定定系統(tǒng)統(tǒng)的輸入入x（t）;例如測量量爐溫，是通過過熱電偶偶的輸出出電壓y（t）求輸入入熱電偶偶的溫度度x（t）的;因此，系系統(tǒng)的特特性對測測量的影影響很大大。為了了研究系系統(tǒng)的特特性，通通常從兩兩方面入入手：.系統(tǒng)統(tǒng)的靜特特性;.系統(tǒng)統(tǒng)的動(dòng)特特性.第二節(jié)測測試試裝置的的靜態(tài)特特性輸出輸入關(guān)關(guān)系：y=a0+a1x+a2x2+anxn（2-1）式式中x輸入的物物理量y輸出出量；a0，a1，a2,an常常數(shù)。零點(diǎn)漂移移（零漂漂）：當(dāng)a00時(shí)，即使在在沒有輸輸入的情情況下仍仍有輸出出，（為為非理想想的靜態(tài)態(tài)特性

12、）。靜態(tài)特性性指標(biāo)：靈敏度、非線性度度和回程誤差差，此外有有分辨率、零點(diǎn)漂移移及測量范圍圍。靈敏度靈敏度選選?。簻y試裝裝置的靈靈敏度越越高，測測量范圍圍越窄，穩(wěn)定性性也越差差。靈敏度S：S=y/x，對對于特性性呈直線線關(guān)系的的裝置，S=y/x =y/x=常量。當(dāng)輸入入與輸出為同一一量綱時(shí)時(shí)，靈敏敏度又稱稱為放大倍數(shù)。靈敏度漂漂移：在被測測量不變變和情況況下，由于外外界環(huán)境境條件等等因素的的變化，可能引起起測試裝裝置輸出出的變化化，最后后表現(xiàn)為測測試裝置置靈敏度度的變化化。（性性能良好的的測試裝裝置靈敏敏度漂移移極?。M合直線線：與定度曲曲線最接接近的一一條直線線，通常常是用最最小二乘乘法求出出

13、的。非線性度度非線性度度：指系統(tǒng)的的輸出輸輸入之間間的關(guān)系系是否保保持線性性關(guān)系的的一種度度量.即即定度曲曲線（實(shí)實(shí)際特性性曲線）偏離其其擬合直直線（理理想曲線線）的程程度。定定義如下下:式中:B 定度曲線與擬合直線的最大偏差; A輸出額定最大量程.定度曲線線：靜態(tài)測試試中，通通常用試試驗(yàn)的辦辦法求得得裝置的的輸入輸輸出關(guān)系系曲線，稱之為為定度曲線線。理想狀態(tài)態(tài)是一條條直線，實(shí)際上上或多或或少均有有一定非非線性.當(dāng)輸入增增加時(shí)，x、y的關(guān)系系沿下面面的曲線線變化;當(dāng)輸出出達(dá)到最最大量程程時(shí)，減減少輸入入量x，這時(shí)x、y關(guān)關(guān)系沿上上面的曲曲線變化化.回程誤差差回程誤差差：測試裝置置全量程程A內(nèi)的

14、最大大滯后量量hmax和A之比值。是一種種由滯后后效應(yīng)引引起的測測量誤差差. x y 0 對應(yīng)同一輸入量，兩個(gè)輸入量的最大偏差;A 額定最大輸出值回程誤差差是很難難修正的的，因此此，對傳傳感器而而言必須須嚴(yán)格限限制小結(jié)測試系統(tǒng)統(tǒng)要有足足夠的靈靈敏度，非線性性度和回回程誤差差要盡可可能小，才能使使測試結(jié)結(jié)果正確確。第三節(jié)測測試裝置置的動(dòng)態(tài)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性性定義：被測試試量隨時(shí)時(shí)間快速速變化時(shí)時(shí)，測試試系統(tǒng)的的輸入輸出信信號(hào)的函函數(shù)關(guān)系系。研究測試試裝置的的動(dòng)態(tài)特特性的意義：為了降降低和消消除測試試裝置的動(dòng)態(tài)態(tài)特性給給測量帶帶來的誤誤差動(dòng)態(tài)特性性的研究究方法：1理論方法法（解析析法）：建立數(shù)學(xué)學(xué)模型

15、。即從具具體測試試裝置的的物理結(jié)結(jié)構(gòu)出發(fā)發(fā)，根據(jù)據(jù)其所遵遵循的物物理定理理，建立立起把測測試裝置置的輸出出和輸入入量聯(lián)系系起來的的運(yùn)動(dòng)微微分方程程；在給定的的條件下下求解，從而得得到任意意輸入x(t)激勵(lì)下測測試裝置置的響應(yīng)應(yīng)y(t)。一般測測試裝置置都是線線性系統(tǒng)統(tǒng)，其數(shù)數(shù)學(xué)模型型是常系系數(shù)微分分方程，經(jīng)過簡簡單運(yùn)算算可求得得其傳遞遞函數(shù)，該傳遞遞函數(shù)也也就能描描述測試試裝置的的固有動(dòng)動(dòng)態(tài)特性性。2實(shí)驗(yàn)方法法：根據(jù)測試試裝置實(shí)實(shí)際工作作時(shí)最常常見的輸輸入信號(hào)號(hào)的形式式，選擇擇一些典典型信號(hào)號(hào)（如正正弦信號(hào)號(hào)、脈沖沖信號(hào)、階躍信信號(hào)及隨隨機(jī)信號(hào)號(hào)等）作作為測試試裝置的的輸入，然后測測出其輸輸出

16、，求求出輸入入輸出關(guān)關(guān)系。對該測試試裝置的的動(dòng)態(tài)特特性在時(shí)時(shí)間域、頻率域域作出分分析和評(píng)評(píng)價(jià)。1.時(shí)間間域內(nèi)用用階躍響響應(yīng)表示示，稱為為時(shí)間響應(yīng)應(yīng)特性。2.頻率率域內(nèi)用用頻率響響應(yīng)表示示，稱為為頻率響應(yīng)應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性性的分析析方法：測試裝置置的傳遞遞函數(shù)及及其頻率率響應(yīng)特特性傳遞函數(shù)數(shù)：零初始條條件下，系統(tǒng)（或元件件）輸出出拉氏變變換和輸輸入入拉氏變變換之比比。拉氏變換富氏變換傳遞函數(shù)數(shù)的意義義：傳遞函數(shù)數(shù)是我們們對元件件及系統(tǒng)統(tǒng)分析研研究與綜綜合的有有力工具具，作為為代數(shù)方方程，它它使解算算簡化、方便而而直觀、避免了了解微分分方程的的困難，且便于于分析研研究系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性。作作為一種種對

17、系統(tǒng)統(tǒng)特性的的解析描描述，它它包含了了瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)時(shí)時(shí)間響應(yīng)應(yīng)和頻率率響應(yīng)的的全部信信息。優(yōu)點(diǎn)：直觀的反反映了系系統(tǒng)對不不同頻率率成分輸輸入信號(hào)號(hào)的扭曲曲情況。傳遞函數(shù)數(shù)的分解解式中每一一個(gè)因子子式可看看成一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)統(tǒng)的傳遞遞函數(shù)。其中A零階系系統(tǒng)傳遞遞函數(shù)1/(s+Pi)一階系系統(tǒng)傳遞遞函數(shù)1/(s2+2jnjs+2nj)二階系系統(tǒng)傳遞遞函數(shù)對大多數(shù)數(shù)測試裝裝置而言言，可以以假設(shè)則簡化為為其中分母母是變量量s的實(shí)實(shí)系數(shù)多多項(xiàng)式，總可以以分解為為一次和和二次的的實(shí)系數(shù)數(shù)因子式式常系數(shù)線線性微分分方程式式的傳遞遞函數(shù)頻率響應(yīng)應(yīng)函數(shù)1.頻率率響應(yīng)的的基本概概念頻率響應(yīng)應(yīng)：研究測測試系統(tǒng)統(tǒng)對正弦輸入

18、入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響響應(yīng)。頻率特性性：是指測試試系統(tǒng)輸輸入、輸輸出之振振幅（模模）比和和相位差差隨頻率率變化的的規(guī)律。在頻率響響應(yīng)中，穩(wěn)態(tài)輸輸出與輸輸入之比比的復(fù)數(shù)數(shù)關(guān)系，反應(yīng)了了系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)特特性。頻率響應(yīng)應(yīng)函數(shù)2.頻率特性性的求法法微分方法法：傳遞函函數(shù)試驗(yàn)求：基本方法法：對于線線性時(shí)不不變系統(tǒng)統(tǒng)，有頻頻率不變變特性，若輸入入頻率為為的正弦信信號(hào)，測測試裝置置將有同同頻率的的正弦信信號(hào)穩(wěn)態(tài)態(tài)輸出，只是輸輸出的幅幅值和相相位有變變化，改改變輸入入正弦信信號(hào)的圓圓頻率，即可得得到幅頻頻特性和和相頻特特性?？焖俑道锢锶~變換換（FFT）：隨著計(jì)計(jì)算機(jī)以以及數(shù)字字信號(hào)分分析技術(shù)術(shù)的發(fā)展展，可利利用脈沖沖信

19、號(hào)或或隨機(jī)信信號(hào)（如如白噪聲聲）信號(hào)號(hào)作為系系統(tǒng)的輸輸入，運(yùn)運(yùn)用快速速傅里葉葉變換（FFT）技術(shù)術(shù)，可很很快得到到頻率響響應(yīng)函數(shù)數(shù)。頻率響應(yīng)應(yīng)函數(shù)3.頻率率特性的的一般公公式對穩(wěn)定的的常系數(shù)數(shù)線性系系統(tǒng)，取取s=j代入上式式得物理意義義:可可以從頻頻率域形形象、直直觀、定定量地表表征測試試系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)特特性頻率特性性幅頻特性性：相頻特性性：典型測試試裝置的的動(dòng)態(tài)響響應(yīng)特性性典型測試試裝置的的分類一階系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)例：忽略質(zhì)量量的自由由振動(dòng)系系統(tǒng)（彈彈簧阻阻尼機(jī)械械系統(tǒng)）簡單RC低通濾濾波電路路液體溫度度器熱電偶傳傳感器LC諧振振測量電電路溫度濕濕度度酒酒精二階系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)例彈簧質(zhì)量量阻尼系系統(tǒng)RLC電路

20、單位階躍躍輸入系系統(tǒng)的響響應(yīng)單位階躍躍輸入系系統(tǒng)的響響應(yīng)一階系統(tǒng)統(tǒng)的時(shí)間間響應(yīng)特特性：穩(wěn)態(tài)響應(yīng)應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)應(yīng)1.t，y(t)1；說明：單位階躍躍輸入系系統(tǒng)的響響應(yīng)二階系統(tǒng)統(tǒng)的時(shí)間間響應(yīng)特特性：單位階躍躍輸入系系統(tǒng)的響響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)應(yīng)特性指指標(biāo)：上升時(shí)間間try(tr)=1，得tr=（-2）/d，一定時(shí)時(shí)，若要要tr較較短，要要使系統(tǒng)統(tǒng)具有較較高的無無阻尼自自然頻率率n。峰值時(shí)間間tp峰值時(shí)間間tp=/d=Td/2當(dāng)一定定時(shí)，n越大大，tp越小，反應(yīng)越越快；當(dāng)n一一定時(shí)，越小小，tp也越小小。單位階躍躍輸入系系統(tǒng)的響響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)應(yīng)特性指指標(biāo)：最大超調(diào)調(diào)量Mp最大超調(diào)調(diào)量Mp=y(t)-1=Mp與無無

21、阻尼自自然頻率率n無無關(guān)。Mp只是是阻尼比比的函數(shù)數(shù)，越小，Mp越越大，當(dāng)當(dāng)=0時(shí)，Mp=1，而=1時(shí)時(shí)，Mp=0。調(diào)整時(shí)間間ts調(diào)整時(shí)間間誤差在在5%2%之之間時(shí)，ts=(34)Td單位階躍躍輸入系系統(tǒng)的響響應(yīng)二階系統(tǒng)統(tǒng)的時(shí)間間響應(yīng)特特性總結(jié)：二階系統(tǒng)統(tǒng)的瞬態(tài)態(tài)響應(yīng)特特性由系系統(tǒng)的阻阻尼比和無阻阻尼自然然頻率n共同同決定，欲使二二階系統(tǒng)統(tǒng)具有滿滿意的瞬瞬態(tài)響應(yīng)應(yīng)指標(biāo)，必須綜綜合考慮慮和的影影響，選選取合適適的和和n。若保持不變而而增大n，對對超調(diào)量量無影響響，卻可可以減小小峰值時(shí)時(shí)間tp，上升升時(shí)間tr和調(diào)調(diào)整時(shí)間間ts，即可以以提高系系統(tǒng)的快快速性。所以增增大系統(tǒng)統(tǒng)的無阻阻尼自然然頻率對對

22、提高系系統(tǒng)性能能是有利利的。若保持n不變變而增大大，則則會(huì)使超超調(diào)量Mp減小小，增加加相對穩(wěn)穩(wěn)定性，減弱系系統(tǒng)的振振蕩性能能。但是是，在0.7時(shí)，調(diào)整時(shí)時(shí)間隨的增大大而增大大，系統(tǒng)統(tǒng)的快速速性變差差。綜合考慮慮系統(tǒng)的的相對穩(wěn)穩(wěn)定性(由最大大超調(diào)量量Mp決決定)和和快速性性(由上上升時(shí)間間tr，峰值時(shí)時(shí)間tp，調(diào)整整時(shí)間ts決定定)，通通常取=0.60.8,這時(shí)系系統(tǒng)的超超調(diào)量在在10%2.5%之之間，若若0.8，則系統(tǒng)統(tǒng)反應(yīng)遲遲鈍，靈靈敏性差差。當(dāng)=0.7時(shí)，超調(diào)量量和調(diào)整整時(shí)間均均最小，故稱=0.7為最最佳阻尼尼比。實(shí)現(xiàn)不失失真測試試的條件件測試裝置一個(gè)線性性測量裝裝置，其其輸入信信號(hào)為X(t),系統(tǒng)統(tǒng)的響應(yīng)應(yīng)是y(t).X(t)又可以以分解為為,X(T)輸入入測試裝裝置的響響應(yīng)又可可看作輸輸入測測試裝置置后的疊疊加.作作為輸輸入信號(hào)號(hào)，系統(tǒng)統(tǒng)的響應(yīng)應(yīng)為:.其中K1為放大大倍數(shù)，Q1為為滯后相相位角.一般來說說，不同同頻率的的正弦